Автомобильный генератор: принцип работы и схема подключения

Любой автомобиль располагает собственной бортовой автономной электрической сетью со всеми присущими элементами, источником энергии, накопителем и потребителями. Каждый из узлов функционально закончен, они объединяются электрической проводкой, а параметры сети чётко стандартизованы благодаря накопленному опыту производства автомобильного электрооборудования.

В качестве источника питания электроники выступает генератор, о котором и пойдет речь в этой статье.

Виды

Выделяется два основных типа автомобильных генераторов:

Постоянного тока, вырабатывается напряжение определённой полярности уже непосредственно на обмотках;
Переменного тока, поскольку требуется всё же постоянное напряжение, то генератор снабжён внутренним полупроводниковым выпрямителем.

В настоящее время используется только второй тип, поскольку он обладает бесспорными преимуществами, причём его обмотки выдают трёхфазное напряжение, как легче поддающееся сглаживанию пульсаций и позволяющее эффективнее использовать массогабарит прибора.

Что находится внутри данного прибора разберем ниже.

Электропроводка в доме

Перед тем, как подключить генератор к дому, провел анализ состояния сети дома. После счетчика у меня стояло два автомата по 25А. Я решил сразу и их поменять, поскольку проводка в доме старая.

По выбору защитного автомата у меня много статей, вот основная. Вот, применительно к квартире.

Счетчик и защитные автоматы. Третий, ИЕК не подключен.
Кабель ПВС, который уходит вверх – уходит на летнюю кухню. Генератор решено ставить около летней кухни, под навесом, поэтому питание с генератора будет приходить по этому кабелю.

Устройство

Внешне все генераторы на первый взгляд похожи, но те кто знаком с электротехникой легко определит с каким прибором имеет дело. Ситуация упрощается тем, что машины постоянного тока использовались только на совсем уж реликтовых автомобилях, давно снятых с производства.

Генератор постоянного тока

В состав динамомашины постоянного тока входят:

корпус;
обмотки возбуждения на статоре, неподвижно закреплённом в корпусе;
силовые обмотки на вращающемся якоре;
щёточный узел с меднографитовыми или угольными щётками, снимающими ток с коллектора вращающегося якоря;
регулятор напряжения, стабилизирующий выход путём регулирования тока возбуждения в обмотках электромагнитов статора;
приводной шкив на валу якоря;
подшипники, в которых вращается вал якоря.

Для создания приемлемой мощности на выходе весь агрегат приходилось выполнять массивным и металлоёмким, поэтому с появлением качественных выпрямительных полупроводниковых приборов генераторы постоянного тока на автомобилях применять перестали.

Генератор переменного тока

Принципиально он устроен похоже, но выходная мощность образуется многофазными обмотками статора, выполненными толстым проводом и не нуждающимися в мощных и ненадёжных токосъёмниках.

Состав оборудования тоже похож:

корпус с кронштейнами крепления и электрическими клеммами;
обмотки статора, установленные в корпусе, могут извлекаться при рассоединении его половин;
ротор с полюсами из мягкого электротехнического железа, медными обмотками и коллектором;
щёточный узел, где обычно устанавливается пара угольных щёток и встраивается интегральный полупроводниковый регулятор напряжения, через который на щётки поступает питание возбуждения;
блок выпрямителя, где расположен трёхфазный мост из шести силовых вентилей (диодов) и трёх относительно маломощных дополнительных диодов питания обмотки возбуждения, число диодов может отличаться в специфически устроенных современных конструкциях;
подшипники на валу ротора;
выходные разъёмы, силовой и управляющий, вторым силовым контактом выступает металлический корпус генератора;
шкив привода и крыльчатка принудительного охлаждения.

Весь конструктив крепится к передней части двигателя для удобной организации ременного привода от шкива коленвала. Часто отклонением генератора в сторону производится регулировка натяжения ремня, в тех случаях, когда более сложная конструкция привода навесных агрегатов не подразумевает наличие отдельного натяжителя с роликом.

Электросхемы автомобиля ВАЗ 2106

Его конструкция состоит из пары щеток, изготовленных из графита, пружин, которые позволяют их крепче прижимать к кольцам на роторе, а также щеткодержателя. Ослабляем и демонтируем приводной ремень. Отсоединяем колодку с проводами с разъема генератора. Содержание: Как подключить штатный генератор Г Замена генератора ВАЗ на Г Доработка генератора Г для ВАЗ Проверка работоспособности системы электропитания Электрическая схема ВАЗ Собственно говоря, если рассматривать электрическую схему ВАЗ , которую мы на всякий случай привели ниже, то выясняется, что от схемы она отличается только наличием дополнительных электроприборов, что повлекло за собой некоторые изменения. Заключение Теперь вы знаете, из каких элементов состоит генератор ВАЗ

Выглядит выпрямительный блок как большая подкова, в которую запрессованы полупроводниковые элементы. Следовательно, происходит генерация электрической энергии. Для этого требуется, обесточив все токопотребители автомобиля, увеличить обороты мотора до 2,5 тыс.

Поэтому устанавливайте грязезащитный щиток, который предохранит ваш автомобиль от воздействия влаги.

Никакой генератор не обходится без выпрямительного блока и регулятора напряжения. При этом через вентили протекает значительный ток, и они повреждаются. Чем он лучше штатного шестерочного? ГЕНЕРАТОР ВАЗ 2101 ЛАМПА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Читайте дополнительно: Измерительные электротехнические лаборатории

Схема подключения

Схема подразделяется на силовую и управляющую цепи. Мощный выход генератора через силовой разъём из закреплённого гайкой на шпильке провода большого сечения соединяется непосредственно с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи.

Тонкий управляющий провод чаще всего просто соединён с цепью зажигания через контрольную лампочку. Встречаются и иные схемы, когда лампочка имеет собственное управление от специально предназначенного контакта на корпусе.

Аккумуляторная батарея

представляет собой пластиковый (раньше был деревянный) ящик, в котором расположены обычно шесть банок. Они все между собой соединены последовательно, мы же с вами наблюдаем два вывода — плюс и минус. Есть аккумуляторы, которые требуют обслуживания — сверху откручивается крышечка, надо контролировать уровень и плотность электролита, а есть уже такие, где водителям облегчили и упростили эти процедуры — закрытый аккумулятор, там уровень уже будет постоянным.

Вернемся к более старым. Когда есть автомобиль, у него есть фары, освещение в салоне, двигатель. Как многие из нас видели в старых фильмах, как водитель заводил двигатель вручную. Вручную проворачивал коленный вал с помощью рычага, который в народе так и называли «стартер«. Двигатель, получив от силы водителя вращение, подхватывался, заводился и в дальнейшем работал сам. Работает и генератор, который производит ток. Все хорошо, автомобиль работает!

Когда водитель выключает двигатель автомобиля, генератор останавливается, все электричество гаснет, а если нужно снова завести двигатель, водителю нужно опять выйти на улицу и вручную вращать двигатель. Конечно, это создает большой дискомфорт для водителя. Поэтому следовало разработать такие устройства, которые могли бы самостоятельно провернуть двигатель, задать ему такой начальный оборот, чтобы он сам ухватился и начал работать от собственной энергии (сгорание топлива). Как это сделать? Как его прокрутить? Ответ нашли с помощью электрической энергии. К нашему топливному двигателю можно подсоединять электрический двигатель.

Когда нам нужно завести ДВС, то мы подаем ток на электрический двигатель, он начинает вращаться и вращать за собой бензиновый (дизельный ли, без разницы, потому в дальнейшем не буду на это обращать внимание) двигатель. Вращение пошло, наш ДВС завелся, электрический двигатель выключили и все хорошо. Все работает, силу водителя теперь поменяет электрический двигатель. Этот электрический двигатель называется стартером.

Мы о нем ниже еще поговорим, но вернемся ближе к теме. Следовательно, у нас есть электрический двигатель, его поставили с нужной мощностью, чтобы последней хватило на прокрутку ДВС с необходимой скоростью, но у нас нечем вырабатывать ток стартеру. Конечно можно на каждом столбе вешать розетки, протянуть кабель, включить вилку. Стартер от розетки получит питание, раскрутит наш ДВС. Затем выключить провод из розетки и поехать.

Представили картину! Смешно! Верно. Поэтому надо иметь собственную «розетку» в автомобиле. Конечно электростанцию за собой возить немного неудобно, поэтому инженерам пришлось искать другие методы и средства. Было решено следующее: на автомобиле иметь собственный источник электрической энергии, который может ее отдавать независимо от работы всех других систем машины в целом. Поэтому, чтобы там был этот запас энергии, последнюю нужно туда «закачать». Вот это и есть наш аккумулятор. Это такой химический источник энергии, который способен получать и копить в определенных мерах и объемах электрическую энергию (путем превращения в химическую, но это уже мы глубоко влезаем), а при потребности ее отдать. Я не буду рассказывать, что такое КПД аккумулятора, что он с потерями нам меньше энергии вернет, но это нам и не нужно. Нам главное понимать, что есть аккумулятор, его можно зарядить электрической энергией, а когда нам надо, ее оттуда брать и отдавать на стартер.

Стартер нам прокручивает ДВС и мы достигаем цели — водитель завел двигатель без особенных физических нагрузок, не выходя из автомобиля. А в качестве бонуса мы можем эту же электрическую энергию, которую накопили в батарее, брать и на собственные потребности. Не только же у нас стартер есть. У нас есть лампочки в салоне, магнитола и тому подобное. И благодаря аккумулятору мы стали более независимы от ДВС. Нам не обязательно его заводить, чтобы в салоне или кузове автомобиля включить свет.

У нас есть источник тока, который готов нам его отдавать (в определенных конечно объемах). Какие же требования мы можем предъявить к аккумулятору. Во-первых, он не должен быть большим, он не должен занимать много место, но, при этом, он должен иметь достаточную емкость. Количества электрической энергии, которое мы хотим хранить в аккумуляторе, должно хватать на все наши потребности. А еще важно, чтобы этой энергии в аккумуляторе хватало на многократную попытку запуска двигателя. А не так, чтоб у нас была одна попытка завести двигатель, и, если он не завелся, аккумулятор всю энергию отдал, разрядился, и мы попали. Нет, копящейся энергии должно хватить на то, чтобы у нас был запас шансов пуска двигателя, в пределах которых возможно устранить неисправность двигателя и повторно его пытаться привести в чувство. Также, кроме подачи тока на стартер, мы, согласно установленных норм и правил, должны сигнализировать автомобиль.

Принцип работы

Перед началом работы в автомобиле включается зажигание, и на управляющий контакт генератора поступает напряжение через лампочку. Поскольку энергию генератор в этот момент не вырабатывает, то напряжение на контакте отсутствует, и лампочка оказывается под потенциалом аккумуляторной батареи. Индикатор светится, через обмотку возбуждения протекает начальный ток.

После запуска мотора вращающееся поле обмотки возбуждения на роторе создаёт ответную индукцию в обмотках статора и генератор начинает вырабатывать электроэнергию. Дополнительные диоды поднимают напряжение на контакте лампочки, перепад на ней отсутствует, и она перестаёт светиться, сигнализируя, что всё в порядке, генератор работает.

Электронная схема в реле-регуляторе щёточного узла отслеживает выходное напряжение, увеличивая или уменьшая ток возбуждения, таким образом поддерживая выход на заданном уровне, обычно это 14-15 вольт, в зависимости от типа применённого аккумулятора и его температуры.

Батарея под таким напряжением перестаёт отдавать ток и переходит в режим заряда или удержания, выполняя роль дополнительного фильтрующего элемента, поскольку напряжение генератора пульсирует с частотой трёхфазного выпрямителя.

Если включено много потребителей, а обороты двигателя малы, прибор не в состоянии отдавать требуемую мощность, напряжение уменьшается, а часть потребителей начинает питаться от аккумулятора.

При добавлении оборотов генератор увеличивает мощность, питает потребителей, а избыток её идёт на зарядку аккумулятора. Если батарея заряжена, а мощность избыточна, то реле-регулятор уменьшает ток возбуждения, чтобы не допускать опасного роста напряжения в сети.

Демонтаж и проверка регуляторов напряжения на ВАЗ 2107

Сначала определимся с инструментами и приборами, которые потребуются для работы. Вот они:

бытовой мультиметр;
рожковый ключ на 10;
отвёртка плоская;
отвёртка крестовая.

Последовательность работы

Если у водителя возникли подозрения о поломке регулятора напряжения, то первое, что он должен сделать — проверить напряжение, выдаваемое аккумулятором.

Двигатель автомобиля глушится, открывается капот. С помощью мультиметра измеряется напряжение между аккумуляторными клеммами. Если оно упало ниже 13 вольт (или наоборот, повысилось выше 14 вольт), то это говорит о поломке регулятора.
Убедившись, что аккумуляторная батарея плохо заряжается именно из-за неисправного регулятора, его необходимо отключить от сети автомобиля, но вначале с аккумуляторной батареи в обязательном порядке снимается провод «массы». Если этот провод не отключить, то высока вероятность короткого замыкания, которое приведёт не только к выгоранию многих предохранителей на замкнувшем участке, но и к оплавлению самой электропроводки.
Если на ВАЗ 2107 установлен старый внешний регулятор, то с него вручную снимаются все клеммы, после чего рожковым ключом на 10 откручиваются гайки, которые удерживают регулятор на корпусе автомобиля.
Если ВАЗ 2107 оборудован внутренним трёхуровневым регулятором, то для его снятия потребуется отвернуть крестовой отвёрткой пару крепёжных болтов, удерживающих это устройство в корпусе генератора.
После снятия регулятора отрицательный полюс аккумуляторной батареи подключается к массе реле (если регулятор внешний), либо к контакту «Ш» (если регулятор внутренний);
Положительный полюс аккумуляторной батареи соединяется с контактом «К» (этот контакт имеется на регуляторах всех типов);
Мультиметр подключается либо к щёткам генератора, либо к выходам реле.
После включения мультиметра и подачи напряжение в 12–15 вольт, оно должно появляться и на щётках генератора (или на выходах реле, если регулятор внешний). Если возникшее на щётках или на выходах напряжение держится постоянно, то это явный признак пробоя регулятора. Если на щётках или выходах не фиксируется вообще никакого напряжения — налицо обрыв в регуляторе.
Как в случае пробоя, так и в случае обрыва регулятор придётся менять, поскольку ремонту это устройство не подлежит.
Вышедший из строя регулятор заменяется новым, после чего производится обратная сборка электросистемы автомобиля.

Видео: проверяем регулятор напряжения на ВАЗ 2107

Как и любое другое устройство, регулятор напряжения может сломаться внезапно. А особенно тяжело водителю приходится, если поломка случается далеко от дома. Удивляться тут нечему: водителей, постоянно возящих с собой запасные регуляторы, ещё поискать. Но даже в такой непростой ситуации способ добраться до дома (или до ближайшего сервисного центра) всё же есть. Но быстро доехать не получится, потому что каждый час придётся лезть под капот и снимать клеммы с регулятора напряжения. А потом с помощью подходящего куска изолированного провода замыкать плюсовую клемму аккумулятора и контакт «Ш» на регуляторе. Делается это для того, чтобы заряжающий ток не превысил отметку в 25 ампер. После этого клеммы регулятора возвращаются на место, а автомобиль заводится. На нём можно ехать минут 30, при этом следует включить максимальное количество потребителей энергии — от фар до магнитолы. А через 30 минут следует опять остановиться, и снова проделать всю вышеуказанную процедуру, так как без этого аккумулятор просто перезарядится и закипит.

Итак, проверить регулятор напряжения на ВАЗ 2107 под силу даже начинающему автолюбителю. Всё, что для этого требуется — умение пользоваться мультиметром и отвёрткой. Выполнение перечисленных выше рекомендаций позволит автовладельцу сэкономить около 500 рублей. Именно столько стоит в автосервисе проверка и замена регулятора напряжения.

Основные неисправности

Проявлением неисправностей становится выход напряжения в сети из заданных пределов, а также посторонние звуки из работающего генератора.

Причины могут быть различными:

износ щёточного узла, он заменяется вместе с интегральным реле;
глубокий износ коллектора щётками, если его уже невозможно устранить шлифовкой, меняются контактные кольца или якорь в сборе;
выход из строя подшипников якоря, их несложно заменить после полной или частичной разборки генератора;
выгорание диодов выпрямителя, в настоящее время их не меняют поодиночке, замене подлежит весь диодный мост;
короткие межвитковые замыкания или обрывы в якоре или статоре, соответствующие детали меняются;
обгорание или коррозия контактов, их тоже можно заменить или очистить.

Не относящейся непосредственно к генератору, но частой неисправностью является сильный свист при добавлении оборотов двигателя. Это свидетельствует о проскальзывании ремня на приводных шкивах, натяжение можно отрегулировать, но лучше такой ремень заменить.

При снятии генератора для ремонта целесообразно сразу поменять диодный мост, подшипники и реле-регулятор со щётками. Так отремонтированный прибор обретёт максимально возможную надёжность, хотя полную гарантию может дать только новый генератор от солидного производителя.

Применение перекидного рубильника

При выключении вводного автомата перекидной рубильник подключает питание от электростанции. Это происходит поэтапно:

Отключение автоматических выключателей нагрузки.
Подсоединение провода переключателя к генератору.
Запуск и прогрев генератора.
Подача питания на рубильник.
Включение автоматических выключателей нагрузки.

При появлении электроэнергии в основной сети генератор отключают, производя вышеуказанные действия в обратном порядке.

Как проверить автомобильный генератор

В идеале генератор надо проверять на стенде, где он будет раскручен до номинальных оборотов и максимально нагружен с проверкой отдаваемой в таком режиме мощности.

Но можно приблизительно проверить его и не снимая с автомобиля.

К выходной клемме генератора подключается цифровой вольтметр (например, в составе мультиметра).
Двигатель запускается. Показания вольтметра должны увеличиться до номинальных 14 – 14,5 вольт. Исключением станет случай, когда батарея сильно разряжена, тогда напряжение будет расти постепенно, по мере заряда.
Двигатель выводится на средние или высокие обороты, а в автомобиле включаются фары и другие мощные потребители, общей потребностью не превышающие полную мощность генератора. Напряжение должно остаться стабильным, значит генератор отдаёт свою положенную мощность.
От генератора не должно раздаваться характерных воющих звуков изношенных подшипников. При появлении сомнений достаточно снять ремень и прокрутить шкив вручную. Ротор должен вращаться абсолютно плавно, без вибраций и люфтов.

Новый генератор очень надёжен и первые проблемы могут возникнуть лишь после пробега в 100-150 тысяч километров. Но часто эти приборы ходят значительно больше, особенно с промежуточной заменой щёточного узла.

– –

CÑÑÐ°Ð½Ð¸ÑÐ° 1

Комментарии и отзывы

В основе схемы автомобильного генератора лежит принцип электромагнитной индукции.

К ABP подключается параллельно генератора.

Современные системы автоматического управления выпускаются для решения, в том числе и управления генераторами.

Ручное переключение на электрогенератор дешевле. Их назначение заключается в определении времени, на протяжении которого обмотка должна быть подключена к сети. Другие рекомендации Провести подключение генератора можно самостоятельно.

См. также: Проверка петли фаза ноль методика

Выпрямитель состоит из трех пар диодов, которые установлены на токопроводящем основании и попарно объединяются друг с дружкой. Контактные кольца используются для запитки обмотки.

Только если Ваша резервная станция маломощная до 4 кВт допускается подсоединить ее через розетку. У многих типов генераторных установок обмотка возбуждения имеет свой выпрямитель, собранный из 3-х диодов.

Типичные ошибки

Обратное же действие с клавишами приведёт к пропуску тока из линии электропередач и блокировке поступления энергии от генератора. Температура работоспособной генераторной установки может составлять до 90 градусов, но если имеется явный перегрев, следует произвести диагностику работоспособности диодного моста. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Особенностей управления, подключения и заливки топлива.

Включается стартер и электростанция начинает работу. Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно: Не оставляйте машину с подключенной АКБ, если имеются подозрения поломки диодного моста. Современные системы автоматического управления выпускаются для решения, в том числе и управления генераторами. Но как только двигатель начинает работать, на генераторе вырабатывается ток. Реле регулятора. Проводка с нуля. Иж юпитер/планета 4,5